Mit Micro-Computertomographie-zur Beurteilung der Tumorentwicklung und Follow-up der Reaktion auf die Behandlung in einem Maus-Modell von Lungenkrebs
Summary
We describe a method for the detection of tumor nodule development in the lungs of an adenocarcinoma mouse model using micro-computed tomography and its use for monitoring changes in nodule size over time and in response to treatment. The accuracy of the assessment was confirmed with end-point histological quantification.
Abstract
Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse models of lung cancer are being used to study the mechanism of cancer development and to experiment with various therapeutic strategies. However, the absence of a real-time technique to identify the development of tumor nodules in mice lungs and to monitor the changes in their size in response to various experimental and therapeutic interventions hampers the ability to obtain an accurate description of the course of the disease and its timely response to treatments. In this study, a method using a micro-computed tomography (CT) scanner for the detection of the development of lung tumors in a mouse model of lung adenocarcinoma is described. Next, we show that monthly follow-up with micro-CT can identify dynamic changes in the lung tumor, such as the appearance of additional nodules, increase in the size of previously detected nodules, and decrease in the size or complete resolution of nodules in response to treatment. Finally, the accuracy of this real-time assessment method was confirmed with end-point histological quantification. This technique paves the way for planning and conducting more complex experiments on lung cancer animal models, and it enables us to better understand the mechanisms of carcinogenesis and the effects of different treatment modalities while saving time and resources.
Introduction
Lungenkrebs ist die häufigste Ursache für Krebstod in der ganzen Welt ein. Die Erforschung der Prävention, Früherkennung und Behandlung von Lungenkrebs ist noch nicht abgeschlossen in vielen Forschungszentren auf der ganzen Welt 2,3. Mehrere Tiermodelle für Lungenkrebs entwickelt wurden, und sie wurden in die Untersuchung der Mechanismen der Lunge Karzinogenese und der Zellursprungs, bei der Bestimmung des Vorhandenseins von Krebsstammzellen als nützlich erwiesen, und in 4 verschiedene neuartige Therapiestrategien untersucht. Frühere Modelle verlassen Karzinogen-induzierte Tumor Einleitung in empfindliche Stämme von Mäusen 5. Die Entwicklung von Knockout und transgenen Mausmodellen , bei denen Lungenkrebs spezifisch manipuliert genetische Läsionen als Folge entsteht hat unsere Fähigkeit zur Kontrolle der Tumorinduktion und Mimik verschiedene Aspekte der menschlichen Lungenkrebs 4 wesentlich verbessert. Jedoch ist eine große Herausforderung in der Verwendung von Lungenkrebs Tiermodell das Fehlen einer Echtzeit-Methodegenau zu identifizieren und die Entstehung und Entwicklung von Tumoren in Mauslungen überwachen und in ihrer Größe, wie ihr weiteres Wachstum oder Reduktion in Reaktion auf Behandlungen Eine spätere Änderung zu dokumentieren. Dies hat Forscher gezwungen, einige Zeit zu greifen, Mühe und ressourcenintensive Techniken, um die Tumoren zu identifizieren und ihre experimentelle Ergebnisse zu bewerten. Das Vorhandensein von inhärenten inter Maus Variation in Reaktion auf Tumorinduktion erfordert die Verwendung einer großen Anzahl von Tieren in jeder Versuchsgruppe Daten Variabilität zu reduzieren. Die Unfähigkeit, das Tumorwachstum oder die Reaktion auf die Behandlung in Echtzeit zu beurteilen, hat Forscher gezwungen, blind Mäuse zu verschiedenen Zeitpunkten in längeren Versuchsprotokolle euthanize zu gewährleisten, dass sie die richtigen Daten zu sammeln wird, was in der Verschwendung von Ressourcen aus den Proben zu den Zeitpunkten gesammelt, die entweder zu früh oder zu spät sind.
In der vorliegenden Studie wurde ein Verfahren zur Herstellung eines Kleintier-Mikro c auszunutzenomputed Tomographie (Mikro-CT) Scanner zur Erkennung und Follow-up-Lungentumoren bei Mäusen leben eingeführt wird. Wir haben unser vor kurzem beschrieben Sftpc-rtTA und Tre-FGF9-IRES-eGFP doppelt transgenen (DT) Mäuse , die schnell Lungenadenokarzinom mit 6,7 Doxycyclin nach Induktion zu entwickeln. Der Einsatz von Mikro-CT ermöglicht es uns, (unter anderem) ausschließen Mäuse mit anomalen Lungenanomalien vor der Induktion, bestätigen Entwicklung von Tumorknoten in der Lunge nach der Induktion und beobachten Veränderungen in Tumorknoten in Reaktion auf experimentelle Behandlungen. End-Punkt-Euthanasie von Mäusen und histologischen Beurteilung bestätigt die Richtigkeit der Echtzeit-Beurteilung mit Mikro-CT durchgeführt. Wir glauben, dass diese Technik den Weg für die Durchführung ebnen wird besser geplante Experimente Lungenkrebs Tiermodellen und gleichzeitig wertvolle Ressourcen zu sparen, Beobachtungszeit zu verkürzen und die Genauigkeit und das Verständnis der Ergebnisse zu erhöhen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Mikro-CT-basierte Methode, die hier für die Echtzeit-Erkennung von Lungen Abnormalitäten und Überwachung der Entwicklung von Tumorknoten und dem Ansprechen auf die Behandlung von Lungenkrebs Tiermodelle beschrieben wird Wissenschaftlern ermöglichen, die Lungenkrebs bezogenen führen Versuche mehr zu planen präzise und effiziente Experimente während Zeit und Ressourcen zu sparen. Wir haben zuvor MRI für den gleichen Zweck 6 verwendet. Die Klarheit des Scan- und Schwelle für den Nachweis von Lungenk…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss-in-Aid von JSPS KAKENHI für AEH (Grantnummer 25461196) und TB (Zuschuss-Nummern 23390218 und 15H04833) und National Institutes of Health Zuschuss HL111190 (DMO) unterstützt. Die Autoren möchten sich bei der Unterstützung mit Tier Genotypisierung und der Herstellung von histologischen Schnitten Miyuki Yamamoto für ihre Bemühungen anzuerkennen. Wir sind dankbar, dass die Collaborative Research Resources, School of Medicine, Universität Keio für den technischen Support und Reagenzien.
Materials
| micro-X-ray–computed tomography | Rigaku | R_mCT2 | |
| NanoZoomer RS Digital Pathology System | Hamamatsu | RS C10730 | |
| NDP.view2 Viewing software | Hamamatsu | U12388-01 | http://www.hamamatsu.com/jp/en/U12388-01.html |
| Isoflurane Vaporizer – Funnel-Fill | VETEQUIP | 911103 | |
| Induction chamber, 2 Liter W9.5×D23×H9.5 | VETEQUIP | 941444 | |
| Isoflurane | Mylan | ES2303-01 | |
| AZD 4547 | LC Labratories | A-1088 | |
| Pentobarbital | Kyoritsu | SOM02-YA1312 | |
| G24 cannula | Terumo | SP-FS2419 | |
| Paraformaldehyde | Wako | 163-20145 | |
| Microtome | Leica | RM2265 | |
| Doxycycline | SLC Japan/PMI Nutrition International | 5TP7 | |
| ImageJ software | National Institute of health | http://imagej.nih.gov/ij/ | |
| Puralube vet ointment (Occular lubricant) | Dechra | NDC 17033-211-38 |
References
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